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1、液體表面張力系數(shù)的測(cè)定實(shí)驗(yàn)報(bào)告 【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹? 1．學(xué)會(huì)用拉脫法測(cè)定液體的表面張力系數(shù)。 2．了解焦利氏秤的構(gòu)造和使用方法。 3．通過(guò)實(shí)驗(yàn)加深對(duì)液體表面現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)。 【實(shí)驗(yàn)儀器】 焦利氏秤1把，U形金屬環(huán)1條，砝碼1盒，鑷子1把，玻璃皿1個(gè)，溫度計(jì)1支，酒精燈1個(gè)，蒸餾水100ml，游標(biāo)尺1把。 【實(shí)驗(yàn)原理】 圖3-1 由于液體分子與分子間的相互作用，使液體表面層形成一張緊的膜，其上作用著張力，叫做表面張力。設(shè)想在液面上作長(zhǎng)為L(zhǎng)的線段，線段兩側(cè)便有張力相互作用，其方向與L垂直，大小與線段長(zhǎng)度成正比，如圖3-1所示。即有

2、 式中為表面張力系數(shù)，其單位為。 表面張力系數(shù)是研究液體表面性質(zhì)所要用到的物理量，不同種類(lèi)的液體，值不同；同一種液體的值隨溫度上升而減?。灰后w不純凈，值也會(huì)改變。因此，在測(cè)定值時(shí)必須注明在什么溫度下進(jìn)行，液體必須保持純凈。 測(cè)量表面張力系數(shù)的方法很多，本實(shí)驗(yàn)用拉脫法測(cè)定。 圖3-2 將環(huán)形金屬環(huán)浸入液體中，然后慢慢拉起，這時(shí)在金屬環(huán)內(nèi)帶起了一層薄膜，如圖3-2所示。要想使金屬環(huán)由液面拉脫，必須用一定的力。 (注意有兩個(gè)表面) （3-2） 本實(shí)驗(yàn)用焦利氏秤測(cè)出，然后代入式（3-2）計(jì)算出

3、值。 二、 儀器構(gòu)造 焦利氏秤實(shí)際上就是一個(gè)比較精確的彈簧秤，焦利氏秤的構(gòu)造如圖所示，用焦利氏秤測(cè)力是根據(jù)胡克定律 式中，為彈簧的勁度系數(shù)，等于彈簧 伸長(zhǎng)單位長(zhǎng)度的拉力, 為彈簧伸長(zhǎng)量，如果已知值，再測(cè)定彈簧在外力作用下的伸長(zhǎng)量，就可以算出作用力的大小。 【實(shí)驗(yàn)步驟】 一、值的測(cè)定 1．按圖3-3掛好彈簧，小指針和砝碼盤(pán)，再調(diào)節(jié)底板三角底座上的螺絲，使小指針處于鏡子中，能上下自由振動(dòng)且不與鏡子相碰； 2．調(diào)節(jié)旋鈕D，使鏡子上的標(biāo)線處于“三線重合”位置（鏡子刻線、

4、小指針和小指針的像重合），讀出標(biāo)尺上的讀數(shù)。如彈簧振動(dòng)不停，可將鑷子靠在彈簧上端，輕輕阻擋彈簧，即可停止振動(dòng)； 3．在砝碼盤(pán)上加1.0g、2.0g、3.0g、4.0g、5.0g、6.0g、7.0g、8.0g、9.0g的砝碼，調(diào)節(jié)小游標(biāo)，當(dāng)刻線重新處于“三線重合”位置時(shí)，讀出讀數(shù); 4． 再加入1.0g砝碼，然后依次取出1.0g砝碼，分別記下，取二者平均值，用逐差法求出彈簧的勁度系數(shù)。即 二、 的測(cè)定 1. 先用洗滌液，再用蒸餾水洗凈玻璃皿，把裝有蒸餾水的玻璃皿放在平臺(tái)上。用鑷子夾住金屬環(huán)在灑精燈上燒干，再掛在掛鉤上； 2. 調(diào)節(jié)旋鈕，使鏡子刻線處

5、于“三線重合”位置，讀出標(biāo)尺上的讀數(shù)； 3. 調(diào)節(jié)旋鈕，讓金屬環(huán)的水平部分和液面接觸（水平部分如果和液面不行， 可用鑷子調(diào)整金屬環(huán)幾次）； 4．觀察鏡子刻線是否在“三線重合”位置，如果不在，繼續(xù)調(diào)節(jié)旋鈕，直至標(biāo)線處于“三線重合”位置； 5．在鏡子刻線始終處于“三線重合”的情況下拉脫液膜，讀出讀數(shù)。這個(gè)過(guò)程的動(dòng)作應(yīng)緩慢，旋轉(zhuǎn)旋鈕使平面臺(tái)微降，液膜被拉起，這時(shí)彈簧伸長(zhǎng)，再不斷旋轉(zhuǎn)旋鈕控制平臺(tái)，直至液膜恰好破滅； 6．重復(fù)步驟2、3、4、5共5次，將數(shù)據(jù)記入表3-2中； 7． 用游標(biāo)尺測(cè)出金屬環(huán)的內(nèi)外直徑 【數(shù)據(jù)記錄與處理】 1. 利用上式計(jì)算出、

6、。 2. 根據(jù)溫度T，在-T表上查出該溫度下水的表面張力系數(shù)，與所測(cè)量的作比較，算出百分誤差。 表3-1 k值的測(cè)定 砝碼質(zhì)量/g 增重讀數(shù)/mm 減重讀數(shù)/mm 平均值/mm 0.0 218.00 218.00 218.00 1.0 221.08 221.12 221.10 2.0 223.64 223.66 223.65 3.0 226.50 226.52 226.51 4.0 229.36 229.4

7、0 229.38 5.0 232.46 232.48 232.47 6.0 235.38 235.42 235.40 7.0 238.34 238.38 238.36 8.0 241.44 241.48 242.46 9.0 244.36 244.40 244.38 mm mm mm N/m

8、 （g=9.8） 表3-2 F的測(cè)定 T=__16___ 次數(shù) 初始位置/mm 水膜破裂時(shí)讀數(shù)x/mm 彈簧的伸長(zhǎng)/mm 1 202.34 206.82 4.48 2 202.40 207.30 4.50 3 200.04 204.52 4.48 4 201.84 206.36 4.52 5 201.46 206.02 4.56

9、 相對(duì)不確定度 不確定度 張力系數(shù) 百分誤差=100%=_5.2%_____ 【附表及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)】 表3-3 水對(duì)空氣的T表 TC /N TC /N 2 0.0750 22 0.0722 4 0.0766 24 0.0719 6 0.0766 26 0.0717 8 0.0764 28 0.0714 10 0.0761 30 0.0711 12 0.0757 32 0.0709 14 0.0754 34 0.0705 16 0.0733 36 0.0702 18 0.0730 38 0.0698 20 0.0725 40 0.0695